軍機圖

鋸齒形狀原理增加隱身性其實很早就應用了，至少中國04年服役的022的窗戶全部是鋸齒狀的。鋸齒狀主要是讓雷達波照在上面的時候形成散射，這樣雷達波被反射回去的信號就會減弱，而達到一定的隱身效果。這樣的設計用在戰鬥機尾噴口目的也是如此，但是卻意外的發現這些鋸齒位置能夠性能一個一個小渦流，加速尾噴口高溫氣流與冷空氣的融合，最大能夠降低40%的紅外輻射！

隱身的原理無非就這麼幾個，各國都已經搞得非常透徹

1、吸波材料，雷達波照射到上面被直接吸收一部分，目前B2和F22的吸波塗料是最好的，能夠吸收70%左右，其他戰機如F35和殲20就要差一些，但是B2和F22對隱身材料的高昂維護費也是驚人的！

2、依靠外形反射。這方面B2做得最好，無論從哪個方面的雷達波照射，大部分都會被反射到其他方向，這麼大的轟炸機雷達發射面積只有0.1㎡，而且還是上世紀90年代的技術，這方面不得不服美國那些設計師！而像F22、殲20、F35提到隱身性的時候都是提正面雷達波反射面積0.01㎡，至於側面和後面都不敢提。反射雷達波主要靠得是各種傾斜面組合，機頭不再是圓形的了，機翼後傾斜，垂直尾翼外傾斜等等，都是為了反射雷達波考慮的，這樣能隱身！

綜合來說，鋸齒形狀的隱身原理就2個，第一讓雷達波形成散射，降低雷達波反射信號，雷達波信號變弱不就達到隱身效果了嗎？第二即使意外的發現居然有降低紅外輻射的能力，這是個意外的驚喜！

狼煙火燎

飛機發動機尾噴管的鋸齒設計，主要提升的是發動機的雷達隱身性能。其設計原則出自平行設計原則。

如果採用鋸齒狀設計，其優勢有如下兩點：

1. 減少波峰的數量

B-2的尾噴口和機翼後緣都是非常巨大的鋸齒，原因就是設計時採用了平行準則，合併波峰從而減少波峰的數量。

不止在尾噴管上可以看到，例如B-2的機翼後緣設計成一組鋸齒形的邊緣，分別與兩側機翼前緣平行。在俯視圖上可以看出，它的稜邊只有2個方向，這樣使稜邊的散射只有兩個峰值。

2. 把小的波峰合併到大的波峰裡去

對於發動機尾噴口邊緣，相比起機翼的大散射源是非常小的。通過鋸齒設計，改變散射回波的方向，從而使它的散射合併到機翼前後緣的波峰中。

目前根據研究結論，鋸齒化的措施是應對電磁缺陷最有效的處理手段。因此同理於發動機鋸齒化處理，飛機的表面蒙皮也會進行鋸齒化處理。無論是哪一種，原理都是基於上述的兩點優勢。目前，鋸齒化程度在隱身飛機中應用相當廣泛。F-22和B-2的表面蒙皮都是通過鋸齒化處理的。

當然數據說話是最具有說服力的。國內科研院所曾做過經過鋸齒處理和未經處理的RCS對比，在平臺上設置了鋸齒和直線的兩種方案。其中齒高為77MM。經測試，在方向角為0°附件，鋸齒化設計能有效降低雷達散射截面的行波散射峰值，其中局部縮減量達到6dB。

具體計算結果如上圖所示，其中每一格代表5dB

老船舶老飛機研究所

戰鬥機隱身主要表現在兩個方面：雷達隱身和紅外隱身。這兩個方向的隱身性能在飛機整體設計中貫穿始終，當然也體現在發動機和尾噴管的設計中。

先進的尾噴管系統能夠顯著降低發動機的排氣溫度，大幅壓縮被紅外空空導彈鎖定的距離，還能有效改善飛機後半球的雷達隱身性能。

首先必須明確一點，這裡所說的隱身主要是指紅外特徵的隱身而非雷達信號的隱身。明確這一點之後我們來繼續對這個問題進行分析，我們知道，噴氣式飛機的主要動力來自於發動機排出的高溫燃氣，而尾噴管的作用就是使燃氣進一步膨脹，繼而產生反作用力將飛機向前“推”。

在這個過程中，尾噴管的噴口起到了關鍵作用，不過對於軍用飛機而言，外緣圓整的噴口在工作時會將燃氣“束”成一道圓整的噴流，同一時間從尾噴口流經的高溫燃氣和冷空氣接觸的時間是相同的，尾流的溫度無法迅速降低，紅外信號特別明顯，這意味著會增加被IRST等感知系統探測到的機率，需要對尾噴流進行降溫處理，那怎樣才能降低尾噴流的溫度呢？

降低尾噴流溫度的方法有很多，F117選擇將尾噴管噴口設計在機翼上表面、B-2選擇將冷空氣引入排氣系統、F-22選擇採用小寬高比的二元尾噴口設計來分散核心區域的尾噴流溫度。這些方法很有效，但是對於尾噴管直接裸露在外的三/四代戰鬥機來說，上述方法顯然不適用，難道就沒有別的辦法了嗎？

當然有，大型民航客機的尾噴管設計給出了答案——將尾噴管噴口外緣進行鋸齒處理即可。噴口外緣進行鋸齒處理之後，流經噴口的噴流會呈鋸齒狀散開，在不同的時間接觸到環境中的冷空氣，從鋸齒缺口溢出的高溫燃氣會提前接觸冷空氣，分散開來的噴流和冷空氣混合之後會顯著降低尾噴流的溫度，同時還能實現降噪的目的。需要說明的是，民航客機的尾噴口鋸齒處理主要是為了降噪，而戰鬥機尾噴扣鋸齒處理則主要是為了降低尾噴流的溫度，從而減小紅外輻射信號，實現紅外隱身目的。

由於技術簡單粗暴，鋸齒形噴口經常被應用於發動機尾噴管直接裸露在外的五代隱身戰鬥機實現紅外隱身，如F-35戰鬥機的F135發動機、前段時間曝光的中國殲-20“太行”發動機、俄羅斯蘇-57第二階段的發動機尾噴管噴口均進行了鋸齒處理。

沙漠之湖

相信“鋸齒狀”尾噴管能夠降低戰鬥機紅外信號，簡直就是腦殘。很多人並不瞭解噴口處鋸齒狀結構的真正用途，只知道很多隱身戰鬥機的發動機噴口都有鋸齒狀金屬片結構，就想當然的以為這是為了隱身需要增加的設計，這種想法是錯誤的。

鋸齒狀結構的作用是為了給活動的發動機尾部噴口預留結構空間，不然緊挨在一起的尾噴口控制葉片是不可能動起來的，尤其是中俄兩國這種全方位尾噴口，引擎的噴口幾乎就是一體化的，想要讓其活動起來必須要在零件之間預留出間隙。美國F22戰機的二維矢量噴口通過折流板改變上下噴射的方向，之所以也做成鋸齒狀是為了降低折流板的應力集中現象，保證折流板的工作壽命儘可能長，而中俄的矢量發動機鋸齒噴管也有類似的考慮。

F-35閃電戰機使用的可旋轉的矢量軸承，在戰鬥機做出矢量機動時，雖然不需要發動機尾噴口改變圓形形狀，但是發動機控制推力狀態（油門）一樣需要改變尾噴口的大小，也就是說它的尾噴口金屬片一樣是活動部件，只要是活動部件就不可能是鐵板一塊，都需要做成鋸齒狀保障一定的活動間隙。

至於說降低戰鬥機的紅外信號提高隱身能力，任何一款遮擋尾噴口的材料都可以實現，根本不需要刻意製作成鋸齒狀。F-22猛禽戰鬥機的尾噴口被兩塊折流板隔成了矩形，但是裡邊的發動機噴口還是傳統的圓形形狀，這種直接改變形狀的遮擋肯定會降低紅外信號，同時還會降低發動機的輸出推力、增加機身的結構重量，因此F-35身上並沒有繼續沿用這種設計。

利刃號

鋸齒尾噴管在提高戰鬥機的隱身性能的作用體現在兩方面，一個是雷達隱身，另一個是紅外隱身。

先來看雷達隱身。我們可以看到無論是F-35的F-135，還是蘇-57的“產品30”，抑或是殲-20的WS-10，都應用了鋸齒邊緣軸對稱尾噴管。這三種尾噴管的魚鱗片後緣都被做成了鋸齒式樣，而且鋸齒的前掠和後掠角度都與機身上的其他邊緣對齊。

尾噴管鋸齒的主要設計 用意是把後向入射雷達波集中向幾個非重要方向反射，降低被敵方雷達截獲的概率。除了尾噴管的鋸齒後緣外，我們還能在隱身戰鬥機艙門和口蓋邊緣看到鋸齒設計，鋸齒已經成為隱身戰鬥機的一個標誌。

再來看紅外隱身。這對鋸齒尾噴管來說實際上是一個意外的副作用，在尾噴管噴氣時，外部冷氣流會在噴流的引射作用下在鋸齒內凹處形成渦流，這股渦流於是就起到了加速發動機熱噴流和外部冷空氣之間摻混的作用，對降低噴流整體紅外輻射起到了積極作用。研究表明與傳統尾噴管相比，設計良好的鋸齒為歐恩管能把尾跡的紅外輻射長度縮短40％。

與傳統的矩形二元尾噴管相比，鋸齒邊緣軸對稱尾噴管還具有推力損失小、重量輕的優點，因此成為F-35、蘇-57、殲-20三種隱身戰鬥機的主流設計。

新防務觀察

戰鬥機隱身主要表現在兩個方面：雷達隱身和紅外隱身。這兩個方向的隱身性能在飛機整體設計中貫穿始終，當然也體現在發動機和尾噴管的設計中。

先進的尾噴管系統能夠顯著降低發動機的排氣溫度，大幅壓縮被紅外空空導彈鎖定的距離，還能有效改善飛機後半球的雷達隱身性能。

作用一：尾噴流降溫，增強紅外隱身效果。

戰鬥機紅外輻射主要集中在波長3～5μm和8～14μm兩部分，這其中大部分來自於發動機高溫外表、高溫噴流，主流的紅外製導空空導彈和機載紅外探測設備，也重點對這兩個波段進行探測跟蹤。

降低發動機的紅外輻射特徵，最重要的就是降低發動機尾噴管噴出的高溫氣流的溫度，從而有效減少紅外輻射。為此，科研人員設計了鋸齒形尾噴管系統，促使低溫外部氣流與高溫發動機噴流充分摻混，不僅大幅降低了發動機噴流溫度，而且改變了輻射能量波段分佈、縮小高溫區範圍，令原本高度集中在前述波段的強輻射，分散到紅外探測器難以兼顧的其他波段上，從而增大了敵方戰機和導彈紅外探測的難度。

作用二：雷達波散射，增強雷達隱身效果。

尾噴管鋸齒修形的最終目的，與機身、機翼、艙門開口等採用平行線外形的設計類似，最終使得反射的雷達波向斜方向散射，從而減少發動機正後方的雷達波反射信號特徵，實現最大限度壓縮後向雷達RCS，從而使尾追或者跟蹤的敵機、雷達制導導彈難於搜索跟蹤。

隱身戰機普遍應用鋸齒形尾噴管系統，同時提高紅外隱身和雷達隱身能力。

儘管從技術上分析似乎並不複雜，但要同時做到這兩點卻十分困難。要實現紅外隱身，就必須把尾噴管灼熱噴氣氣流與外部冷空氣的摻混來降低排氣溫度，進而降低飛機的整體紅外輻射。要實現雷達隱身，就必須把尾噴管納入飛機的總體隱身外形中，並避免被後半球射入的雷達波直視發動機渦輪葉片這個強烈反射源。

目前，世界上出現的隱身飛機中，F-117、B-2、F-22、F-35的尾噴管在設計上同時實現了雷達和紅外隱身。F-117不需要高機動飛行，因此採用內埋發動機。B-2採用內埋式發動機佈局，而且沒有使用產生高熱的加力燃燒室，尾噴管隱身處理相對容易，而且B-2有足夠的空間佈置彎曲的二元噴管，杜絕了高溫部件、渦輪葉片等暴露給後方雷達的可能。

F-22的尾噴管技術上明顯更加先進。這種二元矢量噴管可以向上或向下偏轉達20度，提高了F-22的敏捷性。噴管採用相應的邊緣導向設計，與機身邊緣平行，降低了噴管系統的雷達特性。發動機方形噴管形成的核心噴流區明顯減小，降低了紅外特徵。F-22的矢量噴管內部開有小孔，進一步強化了發動機旁通氣流對尾噴管的冷卻作用。值得注意的是，F-119發動機的加力燃燒室內集成了一個雷達屏障，使得雷達波無法射向渦輪。

殲20隱身戰鬥機發動機同時採取了紅外和雷達隱身措施，但隱身措施不夠徹底全面。

我國殲20戰鬥機原型機試飛階段曾經使用過一種銀白色吸波材料，噴塗於發動機尾噴管魚鱗片上，但生產型飛機上並未採用。殲20還使用全動垂尾和腹鰭對噴管兩側進行了遮蔽，有效降低了飛機側面雷達反射。但總的來看，殲20當前使用的發動機隱身措施仍然有限，這不可避免的影響了殲20的後向隱身能力。

根據前期媒體消息，殲10戰鬥機最新測試的新型號發動機，在尾噴管內壁噴塗了白色隔熱吸波材料。同時，最新測試的殲20發動機也已經使用了鋸齒形尾噴管，這意味著殲20在更廣闊波段、更大角度方向上的紅外、雷達隱身能力有進一步改善。預計渦扇15發動機成熟裝機後，殲20將全面實現後向的紅外、雷達隱身能力。

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軍備解碼

首先必須明確一點，這裡所說的隱身主要是指紅外特徵的隱身而非雷達信號的隱身。明確這一點之後我們來繼續對這個問題進行分析，我們知道，噴氣式飛機的主要動力來自於發動機排出的高溫燃氣，而尾噴管的作用就是使燃氣進一步膨脹，繼而產生反作用力將飛機向前“推”。

在這個過程中，尾噴管的噴口起到了關鍵作用，不過對於軍用飛機而言，外緣圓整的噴口在工作時會將燃氣“束”成一道圓整的噴流，同一時間從尾噴口流經的高溫燃氣和冷空氣接觸的時間是相同的，尾流的溫度無法迅速降低，紅外信號特別明顯，這意味著會增加被IRST等感知系統探測到的機率，需要對尾噴流進行降溫處理，那怎樣才能降低尾噴流的溫度呢？

降低尾噴流溫度的方法有很多，F117選擇將尾噴管噴口設計在機翼上表面、B-2選擇將冷空氣引入排氣系統、F-22選擇採用小寬高比的二元尾噴口設計來分散核心區域的尾噴流溫度。這些方法很有效，但是對於尾噴管直接裸露在外的三/四代戰鬥機來說，上述方法顯然不適用，難道就沒有別的辦法了嗎？

當然有，大型民航客機的尾噴管設計給出了答案——將尾噴管噴口外緣進行鋸齒處理即可。噴口外緣進行鋸齒處理之後，流經噴口的噴流會呈鋸齒狀散開，在不同的時間接觸到環境中的冷空氣，從鋸齒缺口溢出的高溫燃氣會提前接觸冷空氣，分散開來的噴流和冷空氣混合之後會顯著降低尾噴流的溫度，同時還能實現降噪的目的。需要說明的是，民航客機的尾噴口鋸齒處理主要是為了降噪，而戰鬥機尾噴扣鋸齒處理則主要是為了降低尾噴流的溫度，從而減小紅外輻射信號，實現紅外隱身目的。

由於技術簡單粗暴，鋸齒形噴口經常被應用於發動機尾噴管直接裸露在外的五代隱身戰鬥機實現紅外隱身，如F-35戰鬥機的F135發動機、前段時間曝光的中國殲-20“太行”發動機、俄羅斯蘇-57第二階段的發動機尾噴管噴口均進行了鋸齒處理。

圖為F-135渦扇發動機正在試驗檯進行加力試車。

軍機圖

就綜合性能而言，美國的F-22戰鬥機可以是迄今為止水平稱得上第一的第五代優秀戰機，除了全面隱身的先進技術之外，F-22的尾噴口採用的是二元矢量尾噴口，這種設計可以大大增強戰機的超機動能力，而這也是F-22在自身領域稱霸世界的原因之一。我們都知道F-35也是美國製造的一款性能優秀的第五代戰鬥機，然而該戰機在包括尾部口等多方面的設計與前者都是有很多不同的。

值得一提的是，F-35採用的是形狀像鋸齒的尾部口設計，就像兇猛食肉動物的堅固牙齒一樣，那麼這樣做有什麼作用呢？

鋸齒狀的發動機噴口其實是可以活動的，這是為了改變發動機高溫氣體的噴射方向，使戰鬥機不依賴空氣動力就能轉向，進而獲得超機動能力，但這些鋸齒狀的噴口尤其到遮擋發動機尾部紅外信號的作用，這樣一來，戰機發射出的紅外輻射很難被探測設備捕捉，從而使戰機不容易被其他戰機發現，當然也有了更大的把握可以躲避對方的導彈紅外探測。